深海光电复合缆绞车控制系统设计与仿真
摘要
深海光电复合缆绞车是调查研究海洋资源的重要设备，它的主要作用是收放深海作
业设备和探测设备。在对海洋资源进行调查和研究的过程中，深海光电复合缆绞车可以
保证海洋设备稳定工作。为了在复杂的海洋环境下完成勘探开发工作，需要对深海光电
复合缆绞车进行控制使其稳定作业，因此研究深海光电复合缆绞车的控制技术有着重要
的价值和意义。
本文对深海光电复合缆绞车系统进行研究，深海光电复合缆绞车采用牵引机构和储
缆机构分离的设计结构。介绍深海光电复合缆绞车的工作原理，对牵引绞车和储缆绞车
的结构进行分析。推导缆绳的力学模型，通过对缆绳进行受力分析验证牵引绞车的减张
力作用。根据深海光电复合缆绞车的双绞车结构，分析牵引绞车和储缆绞车间的缆绳张
力产生原因和控制原理。
选用液压动力源驱动深海光电复合缆绞车，分别设计牵引绞车和储缆绞车的液压驱
动系统。牵引绞车选用阀控液压马达设计液压驱动系统，液压回路类型选用开式系统。
储缆绞车选用泵控液压马达设计液压驱动系统，液压主回路类型选用闭式系统。建立深
海光电复合缆绞车牵引系统和储缆系统的数学模型，并对其系统特性进行分析。
设计深海光电复合缆绞车的液压控制系统。速度控制系统选用速度闭环控制方式，
选用PID控制算法设计速度控制系统，对牵引绞车的转速进行控制。选用主从式同步控
制方法设计双马达控制系统，使两个液压马达在牵引绞车工作时的转速保持相同。张力
控制系统选用张力闭环控制方式，选用伪微分反馈控制算法设计张力控制系统，对缆绳
进行恒张力控制。使用AMESim和Simulink搭建深海光电复合缆绞车控制系统模型并
进行联合仿真，来验证控制系统的控制效果。仿真结果表明，深海光电复合缆绞车控制
系统具有较好的控制性能。
关键词：深海光电复合缆绞车；液压控制系统；速度控制；恒张力控制
深海光电复合缆绞车控制系统设计与仿真
Abstract
Thedeep-seaphotoelectriccompositecablewinchisanimportantequipmentfor
investigatingandresearchingmarineresources,anditsmainfunctionistocollectandrelease
deep-seaoperationequipmentanddetectionequipment.Intheprocessofinvestigatingand
researchingmarineresources,deep-seaphotoelectriccompositecablewinchcanensurethe
stableoperationofmarineequipment.Inordertocompleteexplorationanddevelopmentwork
incomplexmarineenvironments,itisnecessarytocontrolthedeep-seaphotoelectriccomposite
cablewinchtoensureitsstableoperation.Therefore,studyingthecontroltechnologyofdeep-
seaphotoelectriccompositecablewinchhasimportantvalueandsignificance.
Inthispaper,thedeep-seaphotoelectriccompositecablewinchsystemisstudied.The
deep-seaphotoelectriccompositecablewinchadoptsthedesignstructureofseparatingthe
tractionmechanismandthecablestorage